4.5 光的色散 ----2024-2025学年人教版物理八年级上学期

一切物体都在辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强，波长越短。热学中所说的热辐射指的就是红外线辐射，是热传递的方式之一。利用红外线探测器接收物体发出的红外线，可以探知被探物体的特征，叫红外线遥感。用红外线摄影对人体成像，也可做出体表热图，通过皮肤温度的微小差别判断人体的健康。红外线还用于遥控，例如遥控电视机按下遥控器上的按钮，遥控器就发出红外线脉冲信号。受遥控的电视机收到信号后，进行相应的操作，变换频道。红外线的电磁场的频率比可见光更接近固体物质分子的固有频率，更容易引起分子的共振。所以红外线的电磁场的能量更容易转变为物体的内能。利用红外线的这种热作用，可以加热物体进行医疗等等。 三棱镜可以把太阳光分解为七种颜色的光，如果没有三棱镜，我们也可以进行光的色散实验。往深盘中倒入一些水。旁边斜放一个平面镜，使镜子的下半部浸入水中，让一束阳光从一侧照射在水下的平面镜上。在另一侧放置一个白纸瓶，调整镜子与太阳光之间的角度，直到白纸上出现彩色的条纹。这是因为水面与斜放的镜面构成一个简单光线，以某一角度斜射入水面。发生第一次折射。折射光线被平面镜反射回水面。在水面发生第二次折射。由于各种色光的偏折的角度不同，所以在白纸上呈现出7种颜色的彩色光带。 问题 人们早就学会将金刚石、水晶打磨成各种饰品。在阳光的照耀下，它们会发出彩虹般的光彩，令人赏心悦目。这么美丽的色彩是怎样形成的呢？ 彩虹形成的原因: 彩虹是太阳光传播中被空气中的水滴色散(折射)而产生的。 点击画面 1666年英国物理学家 用三棱镜使太阳光发生色散. 牛顿 ？ 1 第四章 光现象 五、光的色散 光的色散是光的折射现象 一.太阳光的色散 演示1： 17 世纪, 牛顿发现了日光的色散现象。他让一束日光穿过棱镜, 结果白光会分散成许多不同颜色的光。在屏上会出现由红到紫连续排列的七彩光带, 称为光谱。 让一束太阳光射到三棱镜上，如图。从三棱镜射出的光有什么变化？ 我们把复色光分解成单色光的现象叫光的色散。 说明：白光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色构成的。 操作：让白光通过三棱镜。 现象：在光屏上出现彩色光带。 点击画面 实验证明：太阳光经过三棱镜分解成 的光，这种现象叫做 ，如果用白屏来承接，则光屏上会出现 、 、 、 、 、 、 的彩色光带，说明白光不是单色光. 红 橙 黄 绿 蓝 靛 各种颜色 光的色散 紫 白光是复合光，是由各种单色光混合而成的 红光的偏折程度最小，紫光的偏折程度最大 分析与解读 点击画面 如果没有三棱镜，也可以用如图所示的装置来进行光的色散实验。在深盘中盛一些水，旁边斜放一块平面镜，使平面镜的下部浸入水中，让一束光阳光照射在水下的平面镜上，并反射到白墙或白纸上，观察墙壁或白纸上反射光的颜色。 想想做做 太阳光的色散 你想不想制造一个彩虹呢？ 二、色光的混合 红 绿 蓝 因此，红、绿、蓝是光的三原色 彩色电视机里的各种颜色是怎样产生的？ 电视画面的颜色是由红、绿、蓝三种色条 按不同比例合成的。 点击画面 色光的三原色：红、绿、蓝。 实验与探究 红 绿 蓝 色光的混合呈什么规律呢？ 下面我们通过实验探究。 点击画面 色光的混合 色光的三原色：红、绿、蓝。 红+蓝=品红 绿+蓝=青（靛） 红+绿+蓝=白 分析与解读 事实证明：三种色光按不同的比例混合会产生成千上万种颜色。 操作：温度计放在红光以外 说明：这里也有能量辐射，不过人看不见，这样的光叫做红外线。 （1）、红外线（的发现） 现象：温度也会上升，示数上升较多。 三、看不见的光 通过事物的各种效应来研究不能直接感知的事物的方法，叫转换法. 红外线是指在太阳光谱的红光以外、人眼看不见的光（波长比红光更长） 点击画面 1800年，英国的天文学家赫歇尔用分光镜，将太阳光分解成从红光到紫光的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现，当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高，反复试验证明，在红光外侧，确实存在一种人眼看不见的热线。后来称为红外线，也就是红外辐射。 红 橙 黄 绿 蓝 靛 紫 不可见光 不可见光 可见光 红外线 紫外线 （2）可见光与不可见光 人眼能感觉到特定频率范围内的光，即人能看到的光，为可见光。 人眼无法看见的光称为不可见光 光谱中红光外侧的不可见光叫做红外线， 不可见光 测温区域 红光外侧 可见光区 紫光外侧 温度计示数变化情况 明显升高 升高但不明显 不升高 实验记录 光谱中紫光外侧的不可见光叫做紫外线。 （3）红外线的特点 ①红外线具有热效应，能使被照射的物体发热; ③太阳的热主要就是通过红外线的形式传送到地球的 ④一切物体都在不停地向外辐射红外线，不同温度的物体向外辐射的红外线强度不同 物体能吸收红外线，也能向外辐射红外线。 ②穿透云雾能力强，能进行遥控遥感，因此，红外线都有广泛应用。。 点击画面 11 （4）、红外线的应用： ①.利用热作用强：能使被照射的物体发热 红外线烤箱烤食品、红外线烘干仪 ②.利用穿透云雾能力强：红外图像 通过记录物体辐射的红外线，来识别不同温度的物体。 红外线太空望远镜:可看穿不透明黑暗团状物的内部结构 红外探测器： 13 通过识别不同温度的物体辐射的红外线，达到侦察目的的一种设备。 原理:根据各种物体温度的不同，所辐射的红外线强度也不一样。人们根据这个原理制成了红外线夜视仪。 ③.红外线夜视仪: 点击画面 夜晚野外各种草木，岩石辐射的红外线都不同，人们根据这种现象利用红外线照相机拍摄各种独特的风景图片。 自然界的所有物体都在不停地向外辐射红外线，物体的温度越 高，辐射的红外线就越强。 利用红外线传感器，就可以设计出红外线摄像机或红外线照相机。 .红外成像（红外线照相机：） 4.什么是紫外线? （1）位置：太阳光色散区域中,紫光外侧的不可见光。 （2）定义：在光谱的紫光以外，也有一种看不见的光，叫做紫外线。 点击画面 紫外线是1801年德国化学家里特发现，在光谱的顶端还有一种不可见的光，叫做紫外线。紫外线能够杀死微生物，常用紫外线灯灭菌。由于紫外线可以使荧光物质发光，可用来检验钞票和商标的真伪。 （3）特点： 1. 化学作用强:是底片显影 2.生理作用强： 紫外线能杀菌 消毒 3.有荧光效应：使能荧光物质发光，鉴别古画、钱币真伪。 4.过量的紫外线照射对人体是有害的，甚至引发癌变！ 点击画面 紫外线与人类生活 紫外线与人类生活、健康密切相关。适度的紫外线照射有益健康，而过量的紫外线照射会有损人体健康，所以必须注意防护。如：防紫外线面罩、防紫外线眼镜、防紫外线伞等等 紫外线与大气臭氧层保护 太阳光是天然紫外线的最重要来源。 地球的周围包围着厚厚的大气层，阳光中的紫外线大部分被大气层上部的臭氧层吸收，不能到达地面。 共同点 不同点 应用 红外线 紫外线 都是不可见光 存在于红光外侧，频率低于可见光 能使被照射的物体发热，具有热效应 红外探测器 红外照相机 红外夜视仪…… 存在于紫光外侧，频率高于可见光 能使荧光物质发光能灭菌 验钞机紫外灭菌灯…… 在SARS病毒肆意侵害人类的时候 ， 学校宿舍常________ 灯来灭菌。另外， 各科研部门在与 “非典” 的斗争中研制出了许多快速(不超过0.5秒）测量体温的仪器，它们是利用___________ 测量的。 紫外线 红外线 光的色散 光的色散：太阳光通过棱镜后被分解成各种颜色的光 可见光谱:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫 色光的三原色 红、绿、蓝 看不见的光 红外线 紫外线 特点 应用 应用 特点 课堂小结 练习与应用 1.除了雨后，我们在很多情况下也会看到彩虹，请举出，请你举两个例子。 彩虹是光的色散形成的，当太阳光通过三棱镜可以看到七色光带；当吹肥皂泡时，太阳光在肥皂膜表面发生色散，看见七色光带。 吹肥皂泡，看彩虹。 练习与应用 2.通过如图所示的实验，我们知道太阳光是由各种色光混合而成，各种色光偏折的程度不同，哪种色光偏折的程度最小？哪种色光偏折的程度最大？ 红光偏折程度最小，紫光程度偏折最大。 第3题 练习与应用 点击“插入”→“形状”→矩形→填充→白色 点击“填充”→“其他颜色”→“自定义”→按书上要求调节红、绿、蓝色，观察生成颜色的变化。 红、绿、蓝是光的三原色，三种色光比例变化不同，生成的颜色不同。 练习与应用 4.医院的手术室和病房里常备紫外线灯来灭菌,一些学校的餐厅也装有紫外线灯,有的公交车也会采取紫外线灯封闭照射的方式消毒，如图，紫外线灯一般会发出淡紫色的光，这种淡紫色的光是紫外线吗？为什么？ 紫外线是不可见光，这种淡紫色光不是紫外线；是紫外线携带出来的紫光。 点击画面 5.在生活中，红外线、紫外线有那些应用？请各举两例。 点击画面 练习与应用 热能追踪导弹，其原理是利用红外探测、捕获和跟踪目标自身辐射的红外能量来实现精确制导。 红外传感器、红外制动门、红外水龙头等 紫外线可以使人体合成维生素D，有助于人体对钙的吸收，所以儿儿童经常晒太阳能预防缺钙引起的佝偻病. 过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf59.34.101 Lavf58.28.100 Lavf59.34.101 Lavf59.34.101 EVCapture4.2.3软件录制 Lavf57.25.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf59.34.101 $$同学们。你们看这些。彩虹多漂亮啊。这些美丽的色彩是从哪里来的呢？让我们一起看一看下面的实验吧。这是一个平行光源。这是一个有狭缝的遮光板。我把它放在光源的前面。打开电源。让光通过这一条狭缝形成一条光带照射到光屏上，我们看到屏上形成了一条白色光带。现在我们把一个三棱镜放置在夹缝前。让这束白光从一侧斜射到3棱镜上光通过三棱镜的折射后，在光屏上形成一条由红橙黄绿蓝靛紫等颜色组成的光带。我再重复一次。我在这个三棱镜远离光源一侧，再放上一个倒置的三棱镜。我们看到屏上出现的又是白色光带，说明刚才的彩色光又合成为白光了。通过刚才的实验表明，光源发出的白光并不是单色光，而是由红橙黄绿蓝靛紫等7种颜色构成的复色光。我们把复色光分解成单色光的现象称为光的色散。 紫外线可以用来防伪验钞，纸币上有一种特殊的物质，能吸收紫外线转化为可见光释放出来，这就是荧光，同学们不要错误的认为你看见的紫光或蓝光就是紫外线，紫外线是不可见光，我们根本看不见。不过假钞在我国已经彻底没有市场了，我们的线上支付根本不需要纸币，这也是中国领先世界的地方。 由于红外线穿透云雾的能力强，可以制成红外线夜视仪。为了保障司机在夜间的行车安全，有的汽车上就安装了这种夜视仪。由于运用了最先进的红外技术，通过汽车夜视系统可以看到前方道路内肉眼难以察觉到的潜在危险，也可以看到前大灯照射不到的黑暗区域。夜间可视距离比普通灯光照射可视距离远3至5倍，视野拓宽2至3倍，使您有更多的时间对潜在的危险做出反应，让您夜间驾驶更安全、更舒适。 我们在家里通过电视屏幕就可以欣赏祖国各地美丽的风景。电视屏幕上的画面是五彩缤纷的，但是拿一个放大镜靠近电视机，观察屏幕时会看到，这么美丽的画面实际上是由红绿蓝三种色调组成的。如果我们打开手机的摄像头，使镜头逐渐靠近电视屏幕时会有什么发现呢？那么丰富的颜色，竟然也变成了由红绿蓝三种色光组成的色调。 物体的颜色由光决定，那么两种单色光混合后又会呈现什么颜色呢？让红色光和绿色光合成，我们看到重叠部分为黄色。而红、蓝色光重叠部分合成光为品红色，绿色、蓝色光重叠部分为青色。而红绿蓝三种光合成，则我们看到了白色。实际上，把红绿蓝三种色光按不同强度的比例合在一起，可以使人眼产生成千上万种颜色的视觉。红绿蓝是光的三原色。 一、热巡导弹热巡导弹全称为热能追踪导弹，这种导弹采用的是红外制导技术，其原理是利用红外探测、捕获和跟踪目标自身辐射的红外能量来实现精确制导。跟踪飞机尾部热量的导弹著名的有美国响尾蛇导弹等。红外传感器也广泛应用于银行、宾馆等门前的红外线自动感应门上。如视频中洗手池上的感应水龙头也是应用的红外感应。人体保健照射紫外线可以促使人体合成维生素D有助于人体对钙的吸收。所以儿童经常晒太阳能够预防缺钙引起的佝偻病。过多的紫外线会使皮肤粗糙，甚至诱发皮肤癌。所以我们经常听到天气预报中或化妆品上经常出现紫外线系数。 雨过天晴，常常能在天空中看到彩虹。这些缤纷的色彩是怎样形成的呢？我们来寻找答案。这是一个玻璃三棱镜，让一束阳光照射到3棱镜上，慢慢转动它。可以观察到，出射光线在地面上形成了一条彩色光带，颜色依次为红橙黄绿蓝靛紫。太阳光是白光，它通过棱镜后被分解成各种颜色的光。这种现象叫做光的色散。17世纪以前，人们一直认为白色是最纯的颜色，直到1666年，英国物理学家牛顿用玻璃三棱镜分解了太阳光，这才揭开了光的颜色之谜。彩虹就是太阳光在传播中遇到空气中的水滴经反射、折射后产生的现象。 在巴士四公司的清洗车间内，一台刚刚结束运营的车辆缓缓驶入。在使用干冰喷雾对新能源车的发动机和电瓶进行清理后，这个封闭的车间内216根30瓦的石英紫外线灯管同时打开，整个过程采用封闭式作业，车厢内则有机器人代替人工来完成紫外线照射。 同红外线一样，紫外线在生产和生活中也有广泛的应用。紫外线是1801年德国化学家李特发现的。在光谱的顶端还有一种不可见的光叫做紫外线。紫外线能够杀死微生物，常用紫外线灯灭菌。由于紫外线可以使荧光物质发光，可以用来检验钞票和商标的真伪。 红外线的发现。1800年英国的天文学家赫歇尔用分光镜将太阳光分解成从红光到紫光的单色光，依次测量不同颜色光的热效应。他发现当水银温度计移到红色光边界以外，人眼看不见任何光线的黑暗区的时候，温度反而比红光区更高。反复试验证明，在红光外侧确实存在一种人眼看不见的热线，后来称为红外线，也就是红外辐射。